El equipo de científicos del Instituto Scripps de EE.UU. publicó un resultado de investigación innovador en Science, desarrollando con éxito un sistema de evolución continua de proteínas llamado T7-ORACLE. Esta tecnología innovadora acelera la evolución de proteínas hasta 100.000 veces más rápido que los procesos naturales, con el potencial de transformar completamente los métodos de trabajo en la investigación de fármacos y la biotecnología. Diagrama esquemático del sistema T7-ORACLE. El genoma se mantiene en un replicador huésped no mutagénico (gris), mientras que el replicador T7 ortogonal (rojo) solo mantiene un plásmido dedicado (OR), aumentando la tasa de mutación en 100.000 veces.
El equipo de investigación transformó creativamente el mecanismo de replicación de ADN de E. coli, construyendo una plataforma de mutación ortogonal independiente del genoma huésped. El sistema se basa en el eficiente sistema de replicación de ADN del bacteriófago T7, modificado mediante ingeniería para generar mutaciones de alta frecuencia. El presidente y CEO del Instituto Scripps, el profesor Peter Schultz, dijo: "T7-ORACLE es como instalar un turbocompresor en el proceso de evolución; podemos optimizar continuamente las proteínas durante la división celular sin interferir en la función normal de la célula".
En experimentos de prueba de concepto, el equipo insertó el gen común de resistencia a antibióticos TEM-1 β-lactamasas en el sistema y expuso a E. coli a entornos con concentraciones crecientes de varios antibióticos. Sorprendentemente, en solo una semana se cultivaron variantes enzimáticas con resistencia elevada 5.000 veces. Más notable aún, estas mutaciones eran altamente similares a las mutaciones de resistencia observadas clínicamente, y algunas combinaciones incluso mostraban una resistencia más fuerte.
El profesor asistente Christian Diercks explicó: "La ventaja más destacada de T7-ORACLE es su universalidad y facilidad de uso. Este sistema no está limitado a tipos específicos de proteínas; los investigadores pueden insertar cualquier gen objetivo y obtener rápidamente variantes con las propiedades deseadas. Además, es completamente compatible con equipos y flujos de trabajo de laboratorio estándar, sin necesidad de instrumentos especiales o operaciones complejas".
Actualmente, el equipo de investigación está aplicando esta tecnología en múltiples áreas importantes: Desarrollo de anticuerpos eficientes dirigidos a blancos específicos de cáncer Optimización de la actividad y especificidad de enzimas terapéuticas Diseño de proteasas específicas que reconocen proteínas relacionadas con enfermedades Exploración de nuevas posibilidades en genómica sintética
El profesor Schultz enfatizó: "T7-ORACLE representa un avance importante en la biología sintética, combinando perfectamente el diseño racional con la evolución continua, proporcionando una plataforma altamente eficiente sin precedentes para el descubrimiento de moléculas funcionales". Esta tecnología no solo acelerará el proceso de desarrollo de fármacos, sino que también podría proporcionar nuevas soluciones para desafíos globales como la resistencia a antibióticos.
